JP3006155B2 - Liquid crystal display - Google Patents
Liquid crystal displayInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はスーパーツイステッドネ
マティック型の単純マトリックス液晶表示装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a super twisted nematic type simple matrix liquid crystal display device.
【0002】[0002]
【従来技術】液晶表示装置はオフィスオーメーション機
器のディスプレイ装置として液晶表示装置が種々使用さ
れている。この様なディスプレイ装置は、高精細の表示
が要求されるため、画素数が多く、高時分割駆動が要求
されている。また表示特性としてはコントラストが高
く、且つ視野角が広いことが要求されている。この様な
要求に応じるため、パーソナルコンピュータ等の表示装
置としては、液晶表示装置の中でも高時分割駆動が可能
で且つ比較的コントラストの高いスーパーツイステッド
ネマティック型(以下、STN型という)の単純マトリ
ックス液晶表示装置が用いられている。このSTN型の
単純マトリックス液晶表示装置は、所定の間隔を隔てて
対向配置された基板と、この基板の対向する内面に互に
直角に交差するように配置された電極と、この電極形成
面を覆って形成され、液晶分子を所定の方向に配向させ
るための配向膜と、この配向膜間に封入される液晶材料
と、及び前記一対の基板の外側からこの一対の基板を挟
む様に配置された一対の偏光板とからなっている。そし
て、配向膜の間に封入された液晶材料の配向膜近傍の分
子は、配向膜の配向規制力により配向処理方向に配列さ
れ、予め定められた配向処理方向に従って、前記液晶分
子は一方の基板から他方の基板に向って、180°乃至
270°の角度でツイスト配向している。ツイスト配向
した液晶分子は対向する電極間に時分割駆動によって電
界が印加されることによって配向が変化し、この配向の
変化にともなう光学的な変化を一対の偏光板によって視
覚化することにより、所望の表示が行なわれている。上
述した液晶表示装置は、高時分割駆動を可能とするため
に、液晶分子配列のツイスト角を大きくし、且つ視覚的
なコントラストを高くするために液晶の復屈折効果を利
用しているため、表示が着色するという問題があり、ま
た視野角が狭く、視角によって表示色が変化するという
問題もあった。上述した着色の問題を解決するために、
上述したような対向する基板に駆動用の電極を設けた駆
動セルと、この駆動セルの液晶分子のツイスト方向と逆
向きにツイストさせた補償セルとを2層に配置した2層
のSTN型の液晶表示装置が提唱されている。この2層
のSTN型液晶表示装置は、駆動セルで生じた各波長光
毎の位相差の相違を補償セルで補正させることができ、
表示の着色を抑えて白黒表示に近い表示ができる。2. Description of the Related Art Various types of liquid crystal display devices are used as display devices for office automation equipment. Such display devices require high-definition display, and therefore have a large number of pixels and high time-division driving. In addition, display characteristics are required to have high contrast and a wide viewing angle. In order to meet such demands, as a display device of a personal computer or the like, a super-twisted nematic type (hereinafter, referred to as STN type) liquid crystal display device capable of high time division driving and having relatively high contrast among liquid crystal display devices. A display device is used. This STN-type simple matrix liquid crystal display device includes a substrate disposed to face at a predetermined interval, an electrode disposed to intersect the inner surface of the substrate at right angles to each other, and an electrode forming surface. An alignment film formed so as to cover and align liquid crystal molecules in a predetermined direction, a liquid crystal material sealed between the alignment films, and disposed so as to sandwich the pair of substrates from outside the pair of substrates. And a pair of polarizing plates. The molecules of the liquid crystal material in the vicinity of the alignment film sealed between the alignment films are arranged in the alignment processing direction by the alignment regulating force of the alignment film, and the liquid crystal molecules are aligned on one substrate according to a predetermined alignment processing direction. And the other substrate is twisted at an angle of 180 ° to 270 °. The twist-aligned liquid crystal molecules change their orientation when an electric field is applied between the opposing electrodes by time-division driving, and the optical change accompanying this change in alignment is visualized by a pair of polarizing plates, so that the desired orientation is obtained. Is displayed. The above-described liquid crystal display device utilizes the birefringence effect of liquid crystal to increase the twist angle of the liquid crystal molecule arrangement in order to enable high time-division driving, and to increase visual contrast. There is a problem that the display is colored, and there is also a problem that the viewing angle is narrow and the display color changes depending on the viewing angle. To solve the problem of coloring described above,
A two-layer STN type in which a driving cell in which driving electrodes are provided on the opposing substrates as described above and a compensation cell in which the liquid crystal molecules of the driving cell are twisted in a direction opposite to the twist direction is arranged in two layers. Liquid crystal display devices have been proposed. The two-layer STN type liquid crystal display device can correct the difference in the phase difference for each wavelength light generated in the driving cell by the compensation cell,
Display close to black and white display can be achieved by suppressing the coloring of the display.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記2
層のSTN型の液晶表示装置は、駆動セルと同様の液晶
セルを補償セルとして用いているため、この補償セルの
製造工程が複雑であって高価になり、そして表示装置が
大形になるという問題があった。また、表示の着色も未
だ十分に取除かれてはおらず、しかも視野角特性は依然
として改善されていないという問題があった。図8に従
来の2層のSTN型の液晶表示装置における等コントラ
スト曲線を示した。この等コントラスト曲線図は、液晶
表示装置の基板の法線方向から10°、20°、30
°、40°、及び50°傾けた方向から観察した時のコ
ントラストを各方位にわたって示したものである。ここ
で、白三角はコントラストが150の点を現わし、同様
に黒三角は100、白四角は50、黒四角は10、黒丸
はコントラストが負になる点、即ち白黒の表示色が反転
する点を現わしている。図8から明らかな様に、液晶表
示装置の正面、即ち基板の法線方向のコントラストは6
00程度と極めて高いが、法線方向から傾くのに従っ
て、コントラストの著しい低下が見られる。とくに、液
晶表示装置に左上及び右下方向には表示色が反転する領
域があらわれており、左上の反転領域が極めて大きい。
従って、この様な従来の液晶表示装置では、左上方向の
法線方向から40°傾いた位置から観察したとき、陰画
を見ているようになるのであって、極めて重大な欠陥に
なるものである。また、図9(A)、(B)、(C)、
(D)に、夫々液晶表示装置の上、左、下、右の順に各
方位に基板の法線方向から順次10°ずつ50°まで傾
けたときの光透過状態(ON:■)と光遮断状態(OF
F:*)の表示色の変化をCIE色度図上に示した。こ
こで、矢印bはON状態の透過光の色度変化の方向を示
し、矢印aはOFF状態の透過光の色度変化の方向を示
している。この図9から明らかな様に、基板の法線方向
からの傾きに応じて上下左右の各方位毎にON及びOF
F状態の表示色が大きく変化する。これは、液晶表示装
置を観察する方位によって表示色が異なることであり、
表示品質を著しく低下させていた。本発明は、上述した
実情に鑑みてなされたものであり、構造が単純で表示の
着色及び視野角特性の改善された液晶表示装置を提供す
ることを目的とするものである。However, the above-mentioned 2)
Since the STN type liquid crystal display device having a layer uses a liquid crystal cell similar to a driving cell as a compensation cell, the manufacturing process of the compensation cell is complicated and expensive, and the display device becomes large. There was a problem. Further, there has been a problem that the coloring of the display has not yet been sufficiently removed, and the viewing angle characteristics have not been improved. FIG. 8 shows an equal contrast curve in a conventional two-layer STN type liquid crystal display device. The isocontrast curves are 10 °, 20 °, 30 ° from the normal direction of the substrate of the liquid crystal display device.
The contrast when observed from directions tilted by 40 ° and 50 ° is shown in each direction. Here, a white triangle indicates a point having a contrast of 150, and similarly, a black triangle is 100, a white square is 50, a black square is 10, and a black circle is a point at which the contrast is negative, that is, a point at which the black and white display color is inverted. It shows. As is apparent from FIG. 8, the contrast of the front of the liquid crystal display device, that is, the normal direction of the substrate is 6
Although it is extremely high at about 00, the contrast is remarkably reduced as it is inclined from the normal direction. In particular, a region where the display color is inverted appears in the upper left and lower right directions of the liquid crystal display device, and the upper left inverted region is extremely large.
Therefore, in such a conventional liquid crystal display device, when viewed from a position inclined at an angle of 40 ° from the normal direction in the upper left direction, a negative image appears as a negative image, which is a very serious defect. . Also, FIGS. 9A, 9B, 9C,
In (D), the light transmission state (ON: ■) and light blocking when the liquid crystal display device is tilted by 10 ° from the normal direction of the substrate to 50 ° in each direction in the order of top, left, bottom, and right respectively. State (OF
The change in the display color of F: *) is shown on the CIE chromaticity diagram. Here, arrow b indicates the direction of chromaticity change of transmitted light in the ON state, and arrow a indicates the direction of chromaticity change of transmitted light in the OFF state. As is apparent from FIG. 9, ON and OF are set for each of the up, down, left, and right directions according to the inclination of the substrate from the normal direction.
The display color in the F state changes greatly. This is because the display color differs depending on the viewing direction of the liquid crystal display device,
The display quality was significantly reduced. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a liquid crystal display device having a simple structure and improved display coloring and viewing angle characteristics.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上述した目的を解決する
ため、本発明の液晶表示装置は、対向する面夫々に、互
に交差する電極とこの電極を覆って所定の方向に配向処
理が施された配向膜とが形成された一対の基板と、これ
らの配向膜の間に封止され、一方の基板から他方の基板
に向かって200°乃至240°の範囲でツイスト配向
され、屈折率異方性Δnと層厚dとの積の値Δndが7
00nm乃至900nmの範囲に設定された液晶材料
と、前記一対の基板の外側の光が入射する側に配置さ
れ、前記一対の基板のうち光が入射する側の入射側基板
面に形成された配向膜の入射側配向処理方向を基準にし
て、透過軸の方向を135°乃至180°の範囲に設定
した偏光子と、前記一対の基板の外側の光が出射する側
に配置され、前記入射側配向処理方向を基準にして、透
過軸の方向を50°乃至105°の範囲に設定した検光
子と、前記偏光子と検光子との間に屈折率異方性Δnと
層厚dとの積の値Δndが液晶層のΔndの値に0.9
乃至0.95を乗じた値の1/2で且つ前記入射側配向
処理方向に対して15°乃至110°の方向に遅相軸が
設定された第1位相板と、前記偏光子と検光子との間に
屈折率異方性Δnと層厚dとの積Δndが前記第1位相
板とほぼ等しい値を持ち、且つ遅相軸が、前記入射側配
向処理方向に対して−30°乃至80°の方向であっ
て、前記基板の法線方向から傾いた方向に入射する光に
対して位相差を補正する角度で前記第1位相板の遅相軸
の方向と交差する方向に設定された第2位相板とを備え
ている。前記第1位相板と第2位相板は、前記一対の基
板の外側に、これらの一対の基板を挟むようにそれぞれ
配置されており、この場合、前記第1位相板は前記入射
側配向処理方向に対して60°乃至110°の方向に遅
相軸が設定され、前記第2位相板は前記入射側配向処理
方向に対して30°乃至80°の方向に遅相軸が設定さ
れる。 In order to solve the above-mentioned object, in the liquid crystal display device of the present invention, an electrode which crosses each other and an alignment treatment is performed in a predetermined direction so as to cover the electrodes. And a pair of substrates on which the formed alignment films are formed, and sealed between these alignment films, twist-aligned in the range of 200 ° to 240 ° from one substrate toward the other substrate, and having a refractive index difference. The value Δnd of the product of the anisotropy Δn and the layer thickness d is 7
A liquid crystal material set in the range of 00 nm to 900 nm, and an alignment formed on a light-incident side substrate surface of the pair of substrates, the light-incident side of the pair of substrates being disposed on a side on which light is incident. A polarizer having a transmission axis direction set in a range of 135 ° to 180 ° with respect to the incident side alignment processing direction of the film; and a polarizer disposed on a light emitting side outside the pair of substrates; An analyzer in which the direction of the transmission axis is set in the range of 50 ° to 105 ° with respect to the orientation processing direction, and the product of the refractive index anisotropy Δn and the layer thickness d between the polarizer and the analyzer. Δnd of the liquid crystal layer is 0.9
1 / of the value multiplied by 0.95 and the incident side orientation
A first phase plate having a slow axis set in a direction of 15 ° to 110 ° with respect to the processing direction , and a product Δnd of refractive index anisotropy Δn and layer thickness d between the polarizer and the analyzer. Have substantially the same value as the first phase plate, and the slow axis is
Direction from -30 ° to 80 ° with respect to the processing direction , the light incident in a direction inclined from the normal direction of the substrate.
The slow axis of the first phase plate at an angle to correct the phase difference
And a second phase plate set in a direction that intersects the direction of . The first phase plate and the second phase plate are provided with the pair of bases.
On the outside of the board, sandwich each of these pair of substrates
Wherein the first phase plate is configured to be
Slow in the direction of 60 ° to 110 ° with respect to the side alignment processing direction
A phase axis is set, and the second phase plate is aligned with the incident side.
The slow axis is set in the direction of 30 ° to 80 ° with respect to the direction.
It is.
【0005】[0005]
【作用】本発明は、液晶分子を200°乃至240°ツ
イスト配向されたSTN型の液晶表示装置の偏光子と検
光子との間に2枚の位相板を配置させ、これらの位相板
の遅相軸の方向と、前記偏光子と検光子の光学軸との関
係を最適な条件に設定したので、液晶セルを透過する際
に生じた各波長光毎の位相差の相違が2枚の位相板によ
ってほぼ補正され、表示色の着色が無くなる。また、2
枚の位相板を設けたので、これらの位相板によって基板
の法線方向から傾いた方向からの位相差も補正され、反
転領域が減少し、且つ高いコントラストがえられる領域
が広くなる。According to the present invention, two phase plates are arranged between a polarizer and an analyzer of an STN type liquid crystal display device in which liquid crystal molecules are twisted by 200 ° to 240 °, and the retardation of these phase plates is performed. Since the relationship between the direction of the phase axis and the optical axis of the polarizer and the analyzer is set to the optimal condition, the difference in the phase difference for each wavelength light generated when the light passes through the liquid crystal cell becomes two phases. Substantially corrected by the plate, the coloring of the display color is eliminated. Also, 2
Since a plurality of phase plates are provided, the phase plate also corrects the phase difference from a direction inclined from the normal direction of the substrate, thereby reducing the inversion region and widening the region where high contrast can be obtained.
【0006】[0006]
【実施例】以下に本発明の実施例について、図1乃至図
4を参照して詳細に説明する。 [第1実施例]図1及び図2に第1実施例の分解斜視図
及び断面図を示した。これらの図において、液晶セル1
は、一方の電極2及びこの電極2を覆う配向膜3が形成
された下基板4と、前記一方の電極2と交差して対向す
る他方の電極5及びこの他方の電極5を覆う配向膜6が
形成された上基板7と、上下基板4、7を所定の間隔を
隔てて接合するシール材8と、及びこれらの上下基板
4、7とシール材8とに囲われた領域に封入され、誘電
率比△ε/ε⊥の値が1.90、弾性定数比K3/K1
の値が1.83、K3/K2の値が2.40、ギャップ
dとナチュラルピッチpの比d/pの値が0.5の液晶
材料9とからなっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. [First Embodiment] FIGS. 1 and 2 show an exploded perspective view and a sectional view of a first embodiment. In these figures, the liquid crystal cell 1
Is a lower substrate 4 on which one electrode 2 and an alignment film 3 covering the electrode 2 are formed, another electrode 5 crossing and facing the one electrode 2 and an alignment film 6 covering the other electrode 5 Are formed, a sealing material 8 for joining the upper and lower substrates 4, 7 at a predetermined interval, and a region surrounded by the upper and lower substrates 4, 7 and the sealing material 8, The value of the dielectric constant ratio {ε / ε} is 1.90, and the elastic constant ratio K3 / K1
Is 1.83, the value of K3 / K2 is 2.40, and the ratio d / p between the gap d and the natural pitch p is 0.5.
【0007】この液晶セル1には図面上で下方から光が
入射されるものであり、以下では下基板を入射側基板
4、上基板を出射側基板7という。液晶セル1の入射側
基板4の外側には、直線偏光板からなる偏光子10が配
置され、出射側基板7の上方には直線偏光板からなる検
光子11が配置されている。そして液晶セル1の出射側
基板7と検光子11との間には2枚の位相板12、13
が配置されている。Light is incident on the liquid crystal cell 1 from below in the drawing. The lower substrate is hereinafter referred to as an incident side substrate 4 and the upper substrate is referred to as an outgoing side substrate 7. A polarizer 10 made of a linear polarizing plate is arranged outside the incident side substrate 4 of the liquid crystal cell 1, and an analyzer 11 made of a linear polarizing plate is arranged above the emission side substrate 7. Two phase plates 12 and 13 are provided between the emission side substrate 7 and the analyzer 11 of the liquid crystal cell 1.
Is arranged.
【0008】前記入射側基板4と出射側基板7の対向す
る夫々の面に形成された配向膜3、6は、夫々ラビング
等の配向処理が施されており、入射側基板4の配向膜3
は図1に示した様に液晶セル1を正面から観察したとき
水平な線に対して左下から右上方向に約30°の傾きを
もった方向3aに配向処理が施されている。入射側基板
4に対向する出射側基板7の配向膜6は、入射側基板4
の配向処理方向3a(以下、入射側配向処理方向とい
う)に対して右回り(以下、負または−という)に60
°回転した方向6aに配向処理が施されている。この様
な配向処理により、液晶材料の分子はプレチルト角が約
8°で配向し、また入射側基板4から出射側基板7に向
って負の回転方向に240°(φo)ツイストとして配
列する。そしてこの液晶セル1のギャップdと屈折率異
方性△nとの積△ndの値は864nm(測定波長:5
89nm)である。The alignment films 3 and 6 formed on the opposing surfaces of the incident side substrate 4 and the outgoing side substrate 7, respectively, are subjected to an alignment treatment such as rubbing.
As shown in FIG. 1, when the liquid crystal cell 1 is observed from the front, an alignment process is performed in a direction 3a having an inclination of about 30 ° from the lower left to the upper right with respect to a horizontal line. The orientation film 6 of the emission-side substrate 7 facing the incidence-side substrate 4
In the clockwise direction (hereinafter, referred to as negative or-) with respect to the alignment direction 3a (hereinafter, referred to as the incident side alignment direction).
The orientation processing is performed in the direction 6a rotated by °. By such an alignment treatment, the molecules of the liquid crystal material are aligned at a pretilt angle of about 8 °, and are arranged as a 240 ° (φo) twist in the negative rotation direction from the incident side substrate 4 to the emission side substrate 7. The value of the product △ nd of the gap d and the refractive index anisotropy △ n of the liquid crystal cell 1 is 864 nm (measurement wavelength: 5
89 nm).
【0009】偏光子10はその透過軸10aが、入射側
配向処理方向3aに対して左回り(以下、正または+と
いう)に+140°(α)の方向に配置され、また偏光
子11はその透過軸11aが入射側配向処理方向3aと
55°(ε)で交差する方向に配置されている。The polarizer 10 has its transmission axis 10a disposed in a + 140 ° (α) direction counterclockwise (hereinafter referred to as positive or +) with respect to the incident side alignment processing direction 3a. The transmission axis 11a is arranged in a direction intersecting the incident side alignment processing direction 3a at 55 ° (ε).
【0010】第1及び第2位相板12,13は、ポリカ
ーボネートを1軸伸張したΔndの値が400nm(測
定波長:589nm)の位相板からなっており、液晶セ
ル1のバイアス電圧の印加によるΔnd低下分に相当す
る分だけ小さいΔndの値(液晶セル1のΔndの0.
90乃至0.95倍の値)をもっている。第1位相板1
2はその遅相軸12aが入射側配向処理方向3aに対し
てほぼ+40°(β)の方向に配置され、第2位相板1
3はその遅相軸13aが入射側配向処理方向3aに対し
てほぼ−5°(γ)の方向に配置されている。The first and second phase plates 12 and 13 are phase plates obtained by uniaxially stretching polycarbonate and having a value of Δnd of 400 nm (measurement wavelength: 589 nm). The value of Δnd that is smaller by the amount corresponding to the decrease (0.
90 to 0.95 times). First phase plate 1
The second phase plate 1 has its slow axis 12a arranged in a direction of approximately + 40 ° (β) with respect to the incident side alignment direction 3a.
3 almost its slow axis 13a is to the incident-side aligning treatment direction 3a - is arranged 5 direction ° (gamma).
【0011】上述した構成のSTN型液晶表示装置は、
液晶セル1を透過する際に生じた各波長光毎の位相差の
相違が2枚の位相板12、13によってほぼ補正され、
表示色の着色が無くなり、また、2枚の位相板12、1
3によって基板の法線方向から傾いた方向からの位相差
も補正され、反転領域が減少し、且つ高いコントラスト
がえられる領域が広くなる。The STN-type liquid crystal display device having the above-described structure has the following features.
The difference in the phase difference for each wavelength light generated when the light passes through the liquid crystal cell 1 is substantially corrected by the two phase plates 12 and 13,
The coloring of the display color is eliminated, and the two phase plates 12, 1
3, the phase difference from the direction inclined from the normal direction of the substrate is also corrected, the inversion area is reduced, and the area where high contrast is obtained is widened.
【0012】図3に、本実施例の各コントラスト曲線を
示した。この等コントラスト曲線図は、液晶表示装置の
基板の法線方向から10°、20°、30°、40°、
及び50°傾けた方向から観察した時のコントラストを
各方位にわたって示したものである。ここで、白三角は
コントラストが150の点を現わし、同様に黒三角は1
00、白四角は50、黒四角は10、黒丸はコントラス
トが負になる点、即ち白黒の表示色が反転する点を現わ
している。FIG. 3 shows each contrast curve of the present embodiment. This isocontrast curve diagram is 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, and 10 ° from the normal direction of the substrate of the liquid crystal display device.
And the contrast when observed from a direction inclined by 50 ° in each direction. Here, a white triangle represents a point with a contrast of 150, and a black triangle represents 1 point.
00, a white square represents 50, a black square represents 10, and a black circle represents a point where the contrast becomes negative, that is, a point where the black and white display color is inverted.
【0013】図3によれば、図9に示した従来の液晶表
示装置に比べて、コントラスト10が得られる範囲が広
くなっており、また液晶表示装置の上方に現われる反転
領域が縮小し、且つ液晶表示装置の下方には反転領域が
現われない。よって本実施例によれば、視野角が広くな
り、視野角特性が改善されたことは明らかである。According to FIG. 3, as compared with the conventional liquid crystal display device shown in FIG. 9, the range in which the contrast 10 can be obtained is wider, the inversion region appearing above the liquid crystal display device is reduced, and No inversion area appears below the liquid crystal display. Therefore, according to the present embodiment, it is clear that the viewing angle is widened and the viewing angle characteristics are improved.
【0014】図4(A)、(B)、(C)、(D)に、
それぞれ液晶表示装置の上方位、左方位、下方位、右方
位の順に、各方位毎に基板の法線方向から順次10°ず
つ50°まで傾けたときの光透過状態(ON:黒四角)
と光遮断状態(OFF:*)の表示色の変化をCIE色
度図上に示した。ここで、矢印aはON状態の透過光の
色度変化を示し、矢印bはOFF状態の透過光の色度変
化を示している。図3から明らかな様に、本実施例は、
図9に示した従来の液晶表示装置に比べて、各方位毎の
表示色の変化が少ない。FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D show:
The light transmission state when the liquid crystal display device is tilted by 10 ° from the normal direction of the substrate to 50 ° in order of upper direction, left direction, lower position, and right direction in each order (ON: black square)
And the change of the display color in the light blocking state (OFF: *) is shown on the CIE chromaticity diagram. Here, an arrow a indicates a change in chromaticity of transmitted light in an ON state, and an arrow b indicates a change in chromaticity of transmitted light in an OFF state. As is clear from FIG.
Compared with the conventional liquid crystal display device shown in FIG. 9, there is little change in display color for each direction.
【0015】本実施例の様に、2枚の位相板12、13
を隣接させて配置し、液晶セル1の液晶のツイスト角φ
oを200°乃至240°、△ndの値を700nm乃
至900nm(測定波長:589nm)の範囲にした場
合には、入射側配向処理方向を基準にして、偏光子10
の透過軸10aの角度αを135°乃至180°の範囲
に、検光子11の透過軸11aの角度εを40°乃至1
05°の範囲に、第1位相板12の遅相軸12aを(2
70°−|φo|)±15°の範囲に、第2位相板13
の遅相軸13aを(270°−|φo|/2)±15°
の範囲に設定し、且つ第1および第2位相板12、13
の△ndの値を液晶セル1の△ndの値に0.90乃至
0.95の値を乗算し、これを位相板の数2で割算した
値に夫々設定するのが望ましい。As in this embodiment, two phase plates 12 and 13
Are arranged adjacent to each other, and the twist angle φ of the liquid crystal of the liquid crystal cell 1 is
When o is in the range of 200 ° to 240 ° and △ nd is in the range of 700 nm to 900 nm (measurement wavelength: 589 nm), the polarizer 10
The angle α of the transmission axis 10a is in the range of 135 ° to 180 °, and the angle ε of the transmission axis 11a of the analyzer 11 is 40 ° to 1 °.
The slow axis 12a of the first phase plate 12 is set to (2
70 ° − | φo |) ± 15 °, the second phase plate 13
The slow axis 13a of (270 ° − | φo | / 2) ± 15 °
And the first and second phase plates 12 and 13
It is desirable to multiply the value of △ nd of the liquid crystal cell 1 by the value of △ nd of the liquid crystal cell 1 by a value of 0.90 to 0.95, and divide this by the number 2 of phase plates.
【0016】[第2実施例]第2実施例について、図5
乃至図7を参照して詳細に説明する。この第2実施例
は、第1位相板と第2位相板とを液晶セルの両側に配置
させたものであり、第1実施例と同一の部材には同一の
符号を付して示し説明を省略する。図5において、液晶
セル1の入射側基板4の外側下方には、直線偏光板から
なる偏光子10が配置され、出射側基板7の上方には直
線偏光板からなる検光子11が配置されている。そして
液晶セル1の入射側基板4と偏光子10の間には第1位
相板12が配置され、出射側基板7と検光子11との間
には第2位相板13が配置されている。[Second Embodiment] A second embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described in detail with reference to FIGS. In the second embodiment, a first phase plate and a second phase plate are arranged on both sides of a liquid crystal cell, and the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and are described. Omitted. In FIG. 5, a polarizer 10 made of a linear polarizing plate is arranged below the incident side substrate 4 of the liquid crystal cell 1, and an analyzer 11 made of a linear polarizing plate is arranged above the emission side substrate 7. I have. A first phase plate 12 is arranged between the incident side substrate 4 and the polarizer 10 of the liquid crystal cell 1, and a second phase plate 13 is arranged between the emission side substrate 7 and the analyzer 11.
【0017】液晶セル1の配向膜の配向方向及び液晶材
料の配向の状態は、第1実施例と同様であり、偏光子1
0の透過軸10aは、入射側配向処理方向3aに対して
左回り(以下、正または+という)に+145°(α)
の方向に配置され、また検光子11の透過軸11aは前
記入射側配向処理方向3aに対して+70°(ε)に配
置されている。The alignment direction of the alignment film of the liquid crystal cell 1 and the alignment state of the liquid crystal material are the same as in the first embodiment.
The transmission axis 10a of 0 is + 145 ° (α) counterclockwise (hereinafter referred to as positive or +) with respect to the incident side alignment processing direction 3a.
The transmission axis 11a of the analyzer 11 is disposed at + 70 ° (ε) with respect to the incident side alignment processing direction 3a.
【0018】第1位相板12はその遅相軸12aが入射
側配向処理方向3aに対してほぼ+85°(β)の方向
に配置され、第2位相板13はその遅相軸13aが入射
側配向処理方向3aに対してほぼ40°(γ)の方向に
配置されている。The first phase plate 12 has its slow axis 12a disposed in a direction of approximately + 85 ° (β) with respect to the incident side alignment processing direction 3a, and the second phase plate 13 has its slow axis 13a They are arranged in a direction of approximately 40 ° (γ) with respect to the orientation processing direction 3a.
【0019】上述した第2実施例のSTN型液晶表示装
置は、前記第1実施例と同様に、液晶セルを透過する際
に生じた各波長光毎の位相差の相違が2枚の位相板によ
ってほぼ補正され、表示色の着色が無くなり、また、2
枚の位相板によって基板の法線方向から傾いた方向から
の位相差も補正され、高いコントラストがえられる領域
が広い。In the above-described STN type liquid crystal display device of the second embodiment, as in the first embodiment, the phase difference of each wavelength light generated when the light passes through the liquid crystal cell has two phase plates. Is almost corrected, the coloring of the display color is lost, and 2
The phase difference from the direction inclined from the normal direction of the substrate is also corrected by the two phase plates, and the area where high contrast is obtained is wide.
【0020】図6に、本実施例の等コントラスト曲線を
示した。この等コントラスト曲線図は、液晶表示装置の
基板の法線方向から10°、20°、30°、40°、
及び50°傾けた方向から観察した時のコントラストを
各方位にわたって示したものである。ここで、白三角は
コントラストが150の点を現わし、同様に黒三角は1
00、白四角は50、黒四角は10、黒丸はコントラス
トが負になる点、即ち白黒の表示色が反転する点を現わ
している。FIG. 6 shows an equal contrast curve of this embodiment. This isocontrast curve diagram is 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, and 10 ° from the normal direction of the substrate of the liquid crystal display device.
And the contrast when observed from a direction inclined by 50 ° in each direction. Here, a white triangle represents a point with a contrast of 150, and a black triangle represents 1 point.
00, a white square represents 50, a black square represents 10, and a black circle represents a point where the contrast becomes negative, that is, a point where the black and white display color is inverted.
【0021】図6によれば、図8に示した従来の液晶表
示装置に比べて、コントラスト10が得られる範囲横方
向に広がっている。よって本実施例によれば、視野角特
性が改善される。According to FIG. 6, as compared with the conventional liquid crystal display device shown in FIG. 8, the range where the contrast 10 can be obtained is expanded in the horizontal direction. Therefore, according to the present embodiment, the viewing angle characteristics are improved.
【0022】図7(A)、(B)、(C)、(D)に、
液晶表示装置の上方位、左方位、下方位、右方位の順
に、各方位毎に基板の法線方向から順次10°ずつ50
°まで傾けたときの光透過状態(ON:黒四角)と光遮
断状態(OFF:*)の表示色の変化をCIE色度図上
に示した。ここで、矢印aはON状態の透過光の色度変
化を示し、矢印bはOFF状態の透過光の色度変化を示
している。図7から明らかな様に、本実施例は、図9に
示した従来の液晶表示装置に比べて、OFF状態での各
方位毎の表示色の変化が少ない。FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D show:
The liquid crystal display device has an upper direction, a left direction, a lower position, and a right direction in the order of 50 ° in order of 10 ° from the normal direction of the substrate for each direction.
The change in the display color between the light transmitting state (ON: black square) and the light blocking state (OFF: *) when tilted up to ° is shown on the CIE chromaticity diagram. Here, an arrow a indicates a change in chromaticity of transmitted light in an ON state, and an arrow b indicates a change in chromaticity of transmitted light in an OFF state. As is clear from FIG. 7, in the present embodiment, the change of the display color in each direction in the OFF state is smaller than in the conventional liquid crystal display device shown in FIG.
【0023】本実施例の様に、2枚の位相板12,13
を液晶セル1の両端に配置し、液晶セル1の液晶のツイ
スト角φ0を200°乃至240°、Δndの値を70
0nm乃至900nm(測定波長:589nm)の範囲
にした場合、入射側配向処理方向3aを基準にした、偏
光子10の透過軸10aの角度αを135°乃至180
°の範囲に、第1位相板12の遅相軸12aの角度βを
(180°−|φ0|/2)乃至(180°−|φ0|
/2)+30°の範囲に、第2位相板13の遅相軸13
aの角度γを180°−|φ0|/2)乃至(180°
−|φ0|/2)−30°の範囲に設定し、且つ第1及
び第2位相板のΔndの値を液晶セルのΔndの値に
0.90乃至0.95の値を乗算し、これを位相板の数
2で割算した値に夫々設定するのが望ましい。即ち、角
度α、β、γ、εは、それぞれ140°乃至180°、
60°乃至110°、30°乃至80°、50°乃至9
0°の範囲に設定するのが望ましい。As in the present embodiment, the two phase plates 12 and 13
Are disposed at both ends of the liquid crystal cell 1, the twist angle φ0 of the liquid crystal of the liquid crystal cell 1 is 200 ° to 240 °, and the value of Δnd is 70.
When the wavelength is in the range of 0 nm to 900 nm (measurement wavelength: 589 nm), the angle α of the transmission axis 10a of the polarizer 10 with respect to the incident side alignment direction 3a is 135 ° to 180 °.
The angle β of the slow axis 12a of the first phase plate 12 is set in the range of (180 ° − | φ0 | / 2) to (180 ° − | φ0 |
/ 2) the slow axis 13 of the second phase plate 13 within the range of + 30 °.
The angle γ of a is 180 ° − | φ0 | / 2) to (180 °
− | Φ0 | / 2) −30 °, and multiplying the value of Δnd of the first and second phase plates by the value of 0.95 to 0.95 to the value of Δnd of the liquid crystal cell. Is preferably set to a value obtained by dividing by the number 2 of the phase plates. That is, the angles α, β, γ, and ε are 140 ° to 180 °, respectively.
60 ° to 110 °, 30 ° to 80 °, 50 ° to 9
It is desirable to set it in the range of 0 °.
【0024】以上述べた様に、本発明は、STN型の液
晶セル1の入射側配向処理方向3aを基準にして、この
液晶セル1を挟んで配置された偏光子10、検光子11
の透過軸10a、11aの角度α、εと、これらの偏光
子10、検光子11の間に配設された第1位相板12、
第2位相板13の遅相軸12a、13aの角度β、γと
は、夫々135°乃至180°、40°乃至105°、
15°乃至110°、−30°乃至80°の範囲に設定
することによって視野角特性及び表示の着色を改善する
ことができる。As described above, according to the present invention, the polarizer 10 and the analyzer 11 arranged with the liquid crystal cell 1 interposed therebetween with reference to the incident side alignment processing direction 3a of the STN type liquid crystal cell 1.
Angles α and ε of the transmission axes 10a and 11a, and a first phase plate 12 disposed between the polarizer 10 and the analyzer 11;
The angles β and γ of the slow axes 12a and 13a of the second phase plate 13 are 135 ° to 180 °, 40 ° to 105 °, respectively.
By setting the angle in the range of 15 ° to 110 ° and -30 ° to 80 °, the viewing angle characteristics and the coloring of the display can be improved.
【0025】尚、本発明では第1位相板12及び第2位
相板13をポリカーボネイトで形成された位相板を用い
た例を示したが、これに限ることなく、ポリビニルアル
コールを保護膜で挟んだ位相板を用いてもよい。In the present invention, an example is shown in which the first phase plate 12 and the second phase plate 13 are formed of a phase plate made of polycarbonate. However, the present invention is not limited to this, and polyvinyl alcohol is sandwiched between protective films. A phase plate may be used.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明は、液晶を200°乃至240°
ツイスト配向させた液晶セルと、この液晶セルを挟む一
対の偏光板とを備えたSTN型の液晶表示装置におい
て、更に前記偏光板の間に2枚の位相板を配置し、夫々
の光学軸を最適な条件に設定したので、液晶表示装置の
視野角特性が広く、また表示の着色が少なくなる。According to the present invention, the liquid crystal is moved from 200 ° to 240 °.
In an STN-type liquid crystal display device including a twist-aligned liquid crystal cell and a pair of polarizing plates sandwiching the liquid crystal cell, two phase plates are further disposed between the polarizing plates, and each optical axis is optimized. Since the conditions are set, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device are wide, and the coloring of the display is reduced.
【図1】本発明の第1実施例の概略構成を示す分解斜視
図。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図3】第1実施例の液晶表示装置における等コントラ
スト曲線図。FIG. 3 is an equal contrast curve diagram in the liquid crystal display device of the first embodiment.
【図4】第1実施例の液晶表示装置における表示色の変
化を表わすCIE色度図。FIG. 4 is a CIE chromaticity diagram showing a change in display color in the liquid crystal display device of the first embodiment.
【図5】本発明の第2実施例の概略構成を示す分解斜視
図。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.
【図6】第2実施例の液晶表示装置における等コントラ
スト曲線図。FIG. 6 is an equal contrast curve diagram in the liquid crystal display device of the second embodiment.
【図7】第2実施例の液晶表示装置における表示色の変
化を表わすCIE色度図。FIG. 7 is a CIE chromaticity diagram showing a change in display color in the liquid crystal display device of the second embodiment.
【図8】従来の液晶表示装置における等コントラスト曲
線図。FIG. 8 is an equal contrast curve diagram in a conventional liquid crystal display device.
【図9】従来の液晶表示装置における表示色の変化を表
わすCIE色度図。FIG. 9 is a CIE chromaticity diagram showing a change in display color in a conventional liquid crystal display device.
1 液晶セル 2、5 電極 3、6 配向膜 4 入射側基板 7 出射側基板 8 シール材 9 液晶材料 10 偏光子 11 検光子 12 第1位相板 13 第2位相板 3a、6a ラビング方向 10a、11a 透過軸 12a、13a 遅相軸 REFERENCE SIGNS LIST 1 liquid crystal cell 2, 5 electrode 3, 6 alignment film 4 incident side substrate 7 emission side substrate 8 sealing material 9 liquid crystal material 10 polarizer 11 analyzer 12 first phase plate 13 second phase plate 3 a, 6 a rubbing direction 10 a, 11 a Transmission axis 12a, 13a Slow axis
Claims (3)
この電極を覆って所定の方向に配向処理が施された配向
膜とが形成された一対の基板と、これらの配向膜の間に
封止され、一方の基板から他方の基板に向かって200
°乃至240°の範囲でツイスト配向され、屈折率異方
性Δnと層厚dとの積の値Δndが700nm乃至90
0nmの範囲に設定された液晶材料と、前記一対の基板
の外側の光が入射する側に配置され、前記一対の基板の
うち光が入射する側の入射側基板面に形成された配向膜
の入射側配向処理方向を基準にして、透過軸の方向を1
35°乃至180°の範囲に設定した偏光子と、前記一
対の基板の外側の光が出射する側に配置され、前記入射
側配向処理方向を基準にして、透過軸の方向を50°乃
至105°の範囲に設定した検光子と、前記偏光子と検
光子との間に屈折率異方性Δnと層厚dとの積の値Δn
dが液晶層のΔndの値に0.9乃至0.95を乗じた
値の1/2で且つ前記入射側配向処理方向に対して15
°乃至110°の方向に遅相軸が設定された第1位相板
と、前記偏光子と検光子との間に屈折率異方性Δnと層
厚dとの積Δndが前記第1位相板とほぼ等しい値を持
ち、且つ遅相軸が、前記入射側配向処理方向に対して−
30°乃至80°の方向であって、前記基板の法線方向
から傾いた方向に入射する光に対して位相差を補正する
角度で前記第1位相板の遅相軸の方向と交差する方向に
設定された第2位相板とを備えてなる液晶表示装置。1. A pair of substrates, each having an intersecting electrode and an alignment film covering the electrodes and having been subjected to an alignment treatment in a predetermined direction, on each of the opposing surfaces, and between the alignment films. And 200 from one substrate to the other substrate
Twisted in the range of ° to 240 °, and the value Δnd of the product of the refractive index anisotropy Δn and the layer thickness d is 700 nm to 90 nm.
A liquid crystal material set in a range of 0 nm, and an alignment film formed on a light-incident side substrate surface of the pair of substrates which is disposed on a side where light outside the pair of substrates is incident. The direction of the transmission axis is set to 1 with respect to the incident side alignment processing direction.
A polarizer set in the range of 35 ° to 180 °, and a polarizer disposed on the side where light outside the pair of substrates is emitted, and having a transmission axis direction of 50 ° to 105 ° with respect to the incident side alignment processing direction. ° and a value Δn of the product of the refractive index anisotropy Δn and the layer thickness d between the polarizer and the analyzer set in the range of °.
d is の of the value obtained by multiplying the value of Δnd of the liquid crystal layer by 0.9 to 0.95, and is 15 with respect to the incident side alignment processing direction .
Between the polarizer and the analyzer, the product Δnd of the refractive index anisotropy Δn and the layer thickness d is the first phase plate And the slow axis is-with respect to the incident side alignment processing direction .
30 ° to 80 ° direction, the normal direction of the substrate
Corrects phase difference for light incident in the direction inclined from
A liquid crystal display device comprising: a second phase plate set at an angle in a direction intersecting the direction of the slow axis of the first phase plate .
対の基板の外側に、これらの一対の基板を挟むようにそOutside the pair of substrates, sandwich the pair of substrates.
れぞれ配置されていることを特徴とする請求項1に記載The arrangement according to claim 1, wherein the respective arrangements are arranged.
の液晶表示装置。Liquid crystal display device.
向に対して60°乃至110°の方向に遅相軸が設定さThe slow axis is set in the direction of 60 ° to 110 ° to the direction.
れ、前記第2位相板は前記入射側配向処理方向に対してAnd the second phase plate is oriented with respect to the incident side alignment processing direction.
30°乃至80°の方向に遅相軸が設定されていることThe slow axis is set in the direction of 30 ° to 80 °
を特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 2, wherein:
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3128217A JP3006155B2 (en) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | Liquid crystal display |
US07/876,585 US5237438A (en) | 1991-05-02 | 1992-04-30 | Liquid crystal display device |
SG1996003216A SG46342A1 (en) | 1991-05-02 | 1992-05-04 | Liquid crystal device |
EP92107508A EP0512459B1 (en) | 1991-05-02 | 1992-05-04 | Liquid crystal display device |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3128217A JP3006155B2 (en) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | Liquid crystal display |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH04330416A JPH04330416A (en) | 1992-11-18 |
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---|---|---|---|---|
JPH01217316A (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-30 | Hitachi Ltd | liquid crystal display element |
-
1991
- 1991-05-02 JP JP3128217A patent/JP3006155B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH04330416A (en) | 1992-11-18 |
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